中国建科院PKPM内部资料(上部结构与地下室设计)
中国建科院PKPM内部资料(特殊荷载)
� 曾经计算过温度-收缩应力的其它建筑也遇到类似的情况。
有关规定
� 但由于种种原因,诸如高层建筑各处的温度场、混凝土收 缩、徐变等随时间变化的变量因素还难以直接采用数值准 确量化,混凝土收缩、徐变的弹塑性特征使分析处理复 杂,所以一般很难准确地计算结构的温度-收缩应力,并 且作为设计的依据。因此,高规不要求直接计算非荷载作 用,而强调由构造措施来解决。
温度应力计算情况
高层建筑的温度分析可考虑下列三种情况: � 施工阶段 � 当主体结构完成后,未作内外装修和围护结构,结构处
于通透状态时的温差造成的内力。 � 正常使用阶段1 � 外墙围护结构已施工,室内处于自然通风状态时的温差
造成的内力。 � 正常使用阶段2 � 外墙围护结构已施工,室内空调恒温状态时的温差造成
受互相叠加的拉应力,作用效应增大。而当升温与收缩 同时考虑时,则两者作用效应会互相抵消,作用效应减 小。
钢筋混凝土结构的徐变影响
� 简单的做法是将实际温差乘以应力松弛系数,作为计算温 差。
� 根据温差变化过程速度的缓慢程度不同,应力松弛系数可 取值为0.3~0.5。
� 温差变化过程速度快,应力松弛系数大,反之则小。
的内力。
对温度作用的简化
� 温度变作用表现为: � (1)构件内外表面温差造成的弯曲; � (2)构件内外表面温差的平均值比构件初始温度高
(低)时造成的伸长(缩短)。 � 程序仅考虑了平均温差造成的伸缩作用,而忽略了内外
表面温差造成的弯曲作用。
最不利温差的确定
� 樊小卿在《温度作用与结构设计》一书中建议:室外空 气温度夏季取30年一遇最高日平均温度,冬季取30年一 遇最低日平均温度。
PKPM结构分析资料
中国建筑科学研究院 2008
结构分析和设计的改进 (SATWE、TAT和PMSAP)
• • • • • • • • • 1 中震弹性、中震不屈服设计,和组合分项系数的控制 2 墙梁刚度模型的转换(SATWE、PMSAP) 3 托墙梁刚度的放大选择(SATWE、PMSAP) 4 格构截面的输入分析和设计 5 位于柱截面内的刚性梁的处理 6 分段、分塔方式的0.2Q0、0.25Q0调整 7 用户自定义地震设计谱 8 时程分析增加了“三向地震波库”及相应计算 9 混凝土规范(7.3.11-3)条关于砼柱长度系数的计算
位于柱截面内的刚性梁的处理
• 1 )连接梁端与柱节点的刚性梁通常不再与梁位于同一条 轴线上,这样就会造成主梁搜索失败(找不到端部的柱支 座),误将主梁判为次梁,那么竖向力作用下主梁的负弯 矩调幅就不能正确进行; • 2 )基于类似的原因,由于刚性梁的存在,当以柱节点为 基础,搜索梁柱交接关系、形成梁柱节点时,也不能正确 地进行。故相应的节点核心区验算也存在问题; • 3 )由于位于同一柱节点处的刚性梁可能较多、也可能很 短(比如几厘米 ),这有可能造成刚度矩阵的过分病态,从 而显著降低结构分析的精度,这种情况因工程而异。总之 刚性梁越多、越短,就越不利。
中震弹性、中震不屈服设计
• 对于中(大)震弹性,程序主要考虑两条:1)地震影响系数 最大值 ALPHAmax 按中震 (2.8 倍小震 ) 或大震 (4.5-6 倍小震 ) 取值;2) 取消组合内力调整(取消强柱弱梁,强剪弱弯调 整)。 • 程序使用时,需要用户:1)按中震或大震输入 ALPHAmax;2) 构件抗震等级指定为4级。 • 对于中(大)震不屈服,程序主要考虑五条:1)地震影响系 数最大值ALPHAmax按中震(2.8倍小震)或大震(4.5-6倍小震) 取值;2) 取消组合内力调整(取消强柱弱梁,强剪弱弯调 整);3 )荷载作用分项系数取 1.0(组合值系数不变); 4) 材料强度取标准值;5)抗震承载力调整系数 Rre 取1.0 • 程序使用时,需要用户:1)按中震或大震输入 ALPHAmax 2) 点开“按中震不屈服或大震不屈服做结构 设计”的按钮。
pkpm软件应用之地下室设计中常见问题及对策措施
地下室设计中常见问题及对策措施简介:目前城市建设中建造了大量的地下室及地下车库,由于涉及到工期和投入的建设费用,设计中与地下室相关的不少问题也逐渐变得突出起来。
地下室按其使用功能可分为普通、人防和平战三类,这里仅对普通地下室设计中遇到的常见问题进行分析,并给出对策措施,以供工程设计参考。
关键字:地下室结构设计1抗震要求地下室如果设计不当,对整体抗震性能会产生较大影响,根据南京市施工图审查要点,对于半地下室的埋深要求应大于地下室外地面以上的高度,才能不计其层数,总高度才能从室外地面算起。
地下室的墙柱与上部结构的墙柱要协调统一。
地下室顶板室内外板面标高变化处,当标高变化超过梁高范围时则形成错层,未采取措施不应作为上部结构的嵌固部位,规范明确规定作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,地下室顶板为无梁楼盖时不应作为上部结构嵌固部位。
结构计算应往下算至满足嵌固端要求的地下室楼层或底板,但剪力墙底部加强区层数应从地面往上算,并应包括地下层。
存在的常见问题如:半地下室埋深不够,房屋层数包括半地下室层已达8层,层数和总高度超过要求,违反GB50011-2001第7.1.2条。
地下室抗震等级为三级,而上部结构为二级,按GB50011-2001第6.1.3条地下室也应为二级等问题。
2荷载取值与组合地下室外墙受弯及受剪计算时,土压力引起的效应为永久荷载效应,可变荷载效应控制的组合时,土压力的荷载分项系数取1.2;永久荷载效应控制的组合时,其荷载分项系数取1.35。
对于地面活荷载,同样应乘侧压力系数,许多设计中计算不对。
地下室底板的强度计算时,根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)第3.2.5条板、覆土的自重的荷载分项系数取1.0。
抗浮计算时,板、覆土的自重的荷载分项系数应取为0.9。
地下室外墙的土压力应为静止土压力,根据土性的不同分别采用不同的计算方法,粘性土采用水土合算,砂性土采用水土分算。
PKPM说明
PKPM说明PKPM08版研讨会笔记五越2008-5-1908版新的变化:扩充了楼层(广义楼层)平面建模空间补充,能与SATWE接口施工图新的界面,自动选配筋,自动节点钢结构部分:三维建模,两维计算砌体重新组合08版新功能:四种建模转图方式PM建模直接读建筑(APM)建模读CAD,在CFG中转复杂空间建模(原来只在PMSAP,STS中有)合并建模操作,实现三合一原来PMCAD1,2,3合并为一整合原来PM2楼板操作,移到PM1自动生成楼板自动按本层信息生成板厚楼板半透明显示(可选)板洞透明显示仍可布错层板可做任意形状的楼板洞悬挑板可以自己选择宽度及形状,任意截面荷载集中统一输入所有荷载统一输入增加了人防荷载(以前输三次),所有计算软件可以共同读入增加了吊车荷载修改材料强度突破层模型限制,灵活布置构件全楼统一轴网改为各标准层独立轴网,取消楼层间节点对齐,合并等操作突破一根轴线只能布置一根梁限制,一根轴线可以布多根梁,取消05版层间梁突破楼层标高限制,通过节点标高,柱底标高功能调整增加跃层杆件,越层柱,方便做梁托柱任何一层柱能与其它层相接多种斜梁布置错层斜梁,梁往下接,碰到什么就可以和什么连接(要有节点)且力能传递,不必加虚柱(解决了以前斜屋面的问题)增加异形柱截面(可以自己画截面)增加异形梁的截面类型,可做变截面广义楼层组装广义层在双塔中,可以装好一个再装一个,双塔的楼面不在同一个标准层里按楼层标高确定楼层位置组装顺序不必自下而上还有自动计算层底标高的选项(此为传统方式)楼层拼装可自动选择要拼的层增加了设置支座(比如山坡上),解决基础不等高增加了“节点下传”,负责梁托柱,梁传梁9、模型三维显示完善增加拾取,能拾取截面及布置信息能布到别的节点强化退出数检和纠错功能托柱,托墙下节点,补遗漏楼板,清理无用节点,快速定位到问题构件兼容05版也有局限性:较05之前的不能兼容08运行过之后,还可以用05运行不能读取一个标准层对应多个荷载层的数据不能读取一个标准层不连续布置的数据不能读次数值,圈梁,预制板,组合梁复杂空间建模施工图改进统一施工图界面风格增加钢筋标准层用于构件归并和图纸生成,每一钢筋层出一张施工图钢筋层由若干构件布置相同,受力特点类似的自然层组成程序自动生成,允许用户任意修改与标准层的区别是:不要求荷载相同,考虑上下层关系,尤其是屋顶梁柱墙有独立钢筋层梁施工图修改归并及分类,增加优选直径,不影响配筋改进立剖面画法,可以直观看纵筋,箍筋配筋挠度计算改变,现在如果不满足不会提示,08版会提示,并出挠度,裂缝计算书柱施工图剖面列表法广东柱表立剖面画法墙平面注写(平法)截面注写短肢剪力墙提供参数改善相邻边缘构件可按设置将较近的墙柱构件合并墙柱相连处改进SATWE小于200的墙忽略,但是在出图中会自动补上楼板增加参数解决了很小变化(面积差15%内)的异形板计算,将小变化的异形板按矩形板计算,这样更科学边界条件增加了自由边增加了区域布筋提供多种钢筋查改方式图形后处理TCAD(完全模拟AUTOCAD,用这个画图可省去被查盗版之忧)SATWE、TAT、SAP数据共享特殊构件定义与PM互动拼装中不会丢失特殊构件定义增加刚度系数等单构件指定,对单构件定义05,08版兼容,层数不对应,部分信息丢失,吊车荷载,在PM中直接定义可考虑边跨抽柱人防荷载,现在数据共享,各层指定人防等级自动计算,特殊风荷载和自适应荷载组合增加施工模拟三把楼层刚度逐层形城考虑进来了施工次序定义对转换层,转换层附近的多个楼层采用同一施工次序悬臂结构,跃层,同一施工次序SATWE墙元划分的改进增加了三角形过渡单元,改进了协调性,适应了各层结构模型分析广义层,注意拼装的准确性楼层组装层只能上下相连,不能左右相连注意施工次序斜梁计算处理改进错层梁层间梁处理错层剪力墙,顶部山墙分析处理支撑处理方式改进跃层支撑,可在墙间,可在标高上任意位置约束节点的定义和处理中震弹性,中震不屈服设计框架框剪等级改为四级不屈服,打勾,程序自动墙梁刚度模型的转换可按开口墙输并计算,也可转化为杆系计算总信息里填2.5,高宽比大于2.5按墙梁计算托墙梁刚度放大,托墙梁放大系数100增加格构截面输入分析和计算位于柱截面内刚性梁的处理柱内包含多个节点分段,分塔方式0.2Q0,0.25Q0调整用户自定义地震设计谱时程分墙加了“三向地震波库”及相应计算完善了7.3.11-3条的计算竖向地震的振型叠加反应谱计算方法(PMSAP)基础各菜单充分整合,建模,计算,施工图,层次清晰突出整体式基础,改进大底盘设计计算整合基础平面施工图,把原独基,条基平面地梁平法钢筋,筏板钢筋,桩位图等整合为一体改进:勘察平面图dwg读入孔点,将CAD图衬底输入孔点孔点柱状图下修改土层基础模型输入取底层柱底及墙底标高,减少信息输入基础程序接力广义层输入的上部结构模型上部结构多个楼层与基础相连底层柱长不同,柱底标高不同2、改进桩布置操作方式桩形心支持捕捉功能,采用通平台布桩心桩承台自动生成功能增加按荷载分布情况生成基础梁翼缘宽度可以输入放大系数基础梁的截面增加偏心信息斜撑荷载可以传到基础程序中上部结构等代弹性地基梁计算结果表达适就审查计算多个复合桩承台计算多个复杂桩承台与防水板合并计算用独基柔性柱墩,刚性桩墩,局部加强不同板厚(筏板)输入(随意)与计算筏板厚度为0厚度后浇带计算计算时分成“后浇带”前内力计算“后浇带”后内力计算筏板配筋方式多样筏板人工任意布筋绘图与上部结构统一界面裂缝计算下来偏大(别当真)砌体结构(QITI)建模---砌体信息------结构分析------施工图芯柱,排块设计,三维分析(底框)新增小高层配筋砌块砌体设计底框抗震墙结构剪力墙侧移刚度计算新方法复杂砌体结构设计增加了砌体材料种类带地下室半地下室建一层来计算随时修改随时计算墙体等级定义(配合加固,检测需要)底框分析分两步整体抗震上下分离,保留底部分析计算采用一个与洞口位置与尺寸相关的串联,并联计算上部水平力,水平力矩传至底框,地震力放大1.2~1.5配筋砌块剪力墙边缘构件计算读入SATWE算出芯柱里钢筋,再进行配筋检查新增轻骨料砼构件配筋计算新增型钢砼构件设计STS门式自动计算能算支撑钢架1、三维建模,可以进行单榀立面二维编辑吊车布置,在指定标高,立面编辑,二维看吊车荷载2、自动二维计算3、抽柱,有托梁,定义为弹性支座后可进行计算4、计算H型钢截面加劲肋5、突出三维设计,自动化程度提高二、钢框架1、可以输入组合截面2、冷弯薄壁型钢组合截面3、适应高层结构的复杂截面4、自定义组合截面5、可以把CAD中画好的任意截面作为底图,再生成6、组合楼板能计算7、框架节点设计8、适应08版能处理跃层梁,9、钢梁与砼构件的连接10、预埋件设计11、增加截面类型12、可以识别二级次梁进行计算13、随时看节点计算及三维模型及施工图桁架支架增加桁架计算竖向地震管桁架施工图输入多跨不对称檩条C型檩条(不连续)更新吊车资料库型钢库可以用户自定义STPJ重型厂房高梁设计自动设计人孔设计详图设计为构件加工单位提供方便新增温室结构设计软件GSCAD。
PKPM入门知识之PKPM结构设计参数_duxienxi的空间
PKPM入门知识之PKPM结构设计参数_duxienxi的空间百度空间 | 百度首页 | 登录duxienxi的空间钢结构资料,施工图集等施工学习资料论坛主页博客相册|个人档案 |好友查看文章PKPM入门知识之PKPM结构设计参数2009-07-31 22:34来自中原钢结构论坛,转载请著名 1.风荷载风压标准值计算公式为:WK=βzμsμZW。
其中:βz=1+ξυφz/μz在新规范中,基本风压Wo略有提高,而建筑的风压高度变化系数μE、脉动增大系数ξ、脉动影响系数υ都存在减小的情况。
所以,按新规范计算的风压标准值可能比89规范大,也可能比89规范小。
具体的变化包括下面几条:1)、基本风压::新的荷载规范将风荷载基本值的重现期由原来的30年一遇改为50年一遇:新高规3.2.2条规定:对于B级高度的高层建筑或特别重要的高层建筑,应按100年一遇的风压值采用。
2)、地面粗糙度类别:由原来的A、B、C类,改为A、B、C、D类。
C类是指有密集建筑群的城市市区;D类为有密集建筑群,且房屋较高的城市市区。
3)、凤压高度变化系数:A、B、C类对应的风压高度变化系数略有调整。
新增加的D类对应的风压高度变化系数最,比C类小20%到50%。
4)、脉动增大系数:A、B、C类对应的脉动增大系数略有调整。
新增加的D类对应脉动增大系数比89规范小,约5%到10%。
与结构的材料和形式有关。
5)、脉动影晌系数:在89高规中,脉动影响系数仅与地面粗糙度类别有关,对应A、B、C类的脉动影响系数分别为,0.48、0.53和0.63。
在新规范中,脉动影响系数不仅与地面粗糙度类别有关,而且还与建筑的高宽比和总高度有关,其数值都小于89高规。
如C类、高度为5Om、高宽比为3的建筑,υ=0.46,比89高规小28%,若为D类,则小37%。
6)、结构的基本周期:脉动增大系数ξ与结构的基本周期有关(WoT12)。
结构的基本周期可采用结构力学方法计算,对于比较规则的结构,也可以采用近似方法计算:框架结构T=(0.08-1.00)N:框剪结构、框筒结构T=(0.06-0.08)N:剪力墙结构、筒中筒结构T=(0.05-0.06)N。
★转换结构分析——建科院PKPM内部资料
梁柱的变形协调
位移协调点,也是柱 梁柱 梁柱位移协调点,也是柱 轴力、梁剪力的平衡点
梁抬柱点
梁抬柱点
上层柱内力小
上层柱内力小
再向上层则柱 内力变大
再向上层则柱 内力变大
梁抬柱的柱轴力随刚度减弱而减少
立面观察
2.2。框支剪力墙结构的计算模型
� 高规10.2.10条,转换层上部的竖向抗侧力构件(墙、柱) 宜直接落在转换层主结构上。当结构竖向布置复杂,框支 应进行 主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时, 主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时,应进行 。B级高 应力分析,按应力校核配筋,并加强配筋构造措施。 应力分析,按应力校核配筋,并加强配筋构造措施 度框支剪力墙高层建筑的结构转换层,不宜采用框支主、 次梁方案。框支剪力墙结构宜采用墙元(壳元)模型,如 SATWE、PMSAP等。 � 注意“ 壳元最大边长 ”这个参数应取得尽量小。这是为了转 换梁与上部剪力墙协调点多些,变形协调更合理。 轴向变形 的影响,所以要考虑弹性楼板, � 转换梁应该考虑 转换梁应该考虑轴向变形 轴向变形的影响,所以要考虑弹性楼板, 转换梁才能计算出轴力。
厚板转换层的实际工程
一层平面
定义虚梁
二层厚板转换层平面
4个塔 标准层平面—— ——4
厚板的单元划分
厚板自重太大造成转换层地震作用的突变
2.4。超大梁转换结构的计算模型
� 一般这种超大梁占有一层的高度,分析模型与构件的配筋模 型难以统一,所以采用两次分析用不同的计算模型来解决问 题。 梁所占有的一层仍按一层输入, 大梁按剪力墙定 模型一:梁所占有的一层仍按一层输入, 梁所占有的一层仍按一层输入,大梁按剪力墙定 � 模型一: 正确分析整体结构及构件内力 ,除大梁(用剪 义,此时可以 ,此时可以正确分析整体结构及构件内力 正确分析整体结构及构件内力,除大梁(用剪 力墙输入)的配筋不能用以外,其余构件的配筋均能参考采 用。 把大梁作为一层输入,即两层合并为一层, 大梁则 � 模型二: 模型二:把大梁作为一层输入,即两层合并为一层, 把大梁作为一层输入,即两层合并为一层,大梁则 ,这种计算模型仅用于考察、计 按梁定义,层高为两层之和 按梁定义,层高为两层之和,这种计算模型仅用于考察、计 算大托梁受力、配筋,其余构件及结构整体分析的结果可以 程序自动 不用参考。层高的增加使柱的计算长度增加,此时 不用参考。层高的增加使柱的计算长度增加,此时程序自动 考虑柱上端的刚域 ,亦使结构分析准确。也可以 用FEQ进行 考虑柱上端的刚域,亦使结构分析准确。也可以 ,亦使结构分析准确。也可以用 。 二次分析 二次分析。
pkpm讲义资料
• 一、广义层的概念
• 所谓广义层,就是通过在构件输入和楼层组装时 为每一个构件或楼层增加一个“柱(墙)底标高” 或“层底标高”参数来完成的,这个标高是一个 绝对值,对于一个工程来说所有的构件或楼层的 底标高只能有一个惟一的参照(比如±0)。有了 这个底标高后,此工程中每个构件或楼层在空间 上的位置已经完全确定,程序将不再需要依赖楼 层组装的顺序去判断构件或楼层的高低,而改为 通过楼层的绝对位置进行模型的整体组装。
• 通过比较可知,不同的首层层底标高计算出来
的内力值并不一样,其原因在于在基础设计中, 剪力值要乘以基础高度后转化为弯矩,以柱1为例, 当首层层底标高为0时,由剪力值V引起的基底弯 矩M=4×V;当首层层底标高为-2.5m时,由剪力 值V引起的基底弯矩M=(4-2.5)×V=1.5×V, 所以首层层底标高为0时的弯矩值大于首层层底标 高为-2.5m时的弯矩值。
第二节 楼层底标高的正确输入
•
对于08版软件,一定要充分重视楼层底标高
在结构设计中的作用,因为一旦层底标高不对,
后面的计算结果也不可能正确。现对此参数产生
的常见问题分别介绍如下:
一、楼层底标高对上部结构计算的影响
1、楼层底标高错误引起结构构件关系混乱
• 工程实例一 • 某剪力墙结构,共23层,结构平面布局基本对称,
结构三维轴侧图,第7和第8标准层平面图如图1、 图2和图3所示:
图1 结构三维轴侧图
图2 第7标准层结构平面图
图3 第8标准层结构平面图
• 在采用SATWE软件计算后,其位移比计算结果如 下:
图4 空间变形图原始构形
图5 “楼层组装”对话框
图6 修改后的楼层底标高对话框
楼层底标高修改正确后的计算结果如下:
PKPM系列软件整体结构计算与人防地下室结构设计
PKPM系列软件整体结构计算与人防地下室结构设计摘要:随着国家对新建民用建筑必须设置可供战时使用的防空地下室政策的出台,人防地下室结构的设计工作逐渐成为建筑工程设计中的一项重要内容。
本文从荷载输入、参数选择、程序不完善之处等方面,对人防地下室设计中使用PKPM 系列软件整体结构计算时的常见问题与解决办法进行了探讨。
关键词:PKPM;人防地下室;结构设计1引言1997年1月1日公布实施的《中华人民共和国人民防空法》中明确提出了“人民防空建设要贯彻平战结合、重点建设、长期准备的方针',并规定了城市的新建民用建筑应该根据国家有关法规修建可以在战争时期使用的防空地下室。
随着国家相关人防政策的出台,人防地下室结构的设计工作逐渐成为建筑工程设计中的一项重要内容。
目前专门用于指导人防地下室设计的现行规范是2005年颁布的《人民防空地下室设计规范(GB50038-2005)》,该规范自2006年3月1日起实施。
随着计算机技术的推广,工程设计中使用电算程序早已是业内的主流。
目前在整体结构电算领域,市场占有率最大的就是PKPM系列软件。
该软件面世已有20多年,其综合性能已比较成熟。
更好地认识到这一软件在人防地下室结构设计时的特点,使之更好地为设计工作服务,是不少结构设计师较为关心的问题。
为增加实用性和针对性,本文仅对人防地下室工程在使用PKPM系列软件整体结构计算中常遇到的问题系统讨论。
2.综述2.1.《人防防空地下室设计规范(GB50038-2005)》在本文中简称为《人防规范》,下同。
2.2.目前民用工程常见的防空地下室,多为核6级常6级的甲类人防地下室,本文就主要讨论此类人防地下室在使用PKPM系列软件(08版)中的情况。
2.3.需要予以说明的是,当构件的内力计算由人防荷载控制时,关于《人防规范》第4.2.3条的“材料强度综合调整系数",PKPM软件已在程序中自动考虑。
2.4.计算模块的变化:在2009年底以前的PKPM版本中,在SAT-8模块和SATWE 模块中人防整体计算均可完成。
pkpm 地下室设置的一些说明
九、地下室信息1.回填土对地下室约束相对刚度比:指基础回填土对结构约束作用的刚度是地下室抗侧刚度的几倍。
若取0,则认为回填土对结构没有约束力,地震力往下传。
若填负数,则相当于在地下室的顶板嵌固,地震力不往下传。
比如,有两层地下室,若填-1,则表示在地下室二层顶板嵌固,地震力计算到地下室二层顶板;若填-2,则表示在地下室一层顶板嵌固,地震力计算到地下室一层顶板。
若填1~5之间的参数,则参数越高,表示基础回填土对结构的约束能力越强,地震力作为外力对地下室的影响越小。
2.外墙分布筋保护层厚度:一般取35mm。
3.扣除地面以下几层的回填土约束指从第几层地下室考虑基础回填土对结构的约束作用,因为回填土对结构的约束作用是随着深度的增加而增加的,对于地下1层,这种约束作用一般较小。
比如有三层地下室,若填1,则程序只考虑地下3层和地下2层回填土对结构的约束作用。
4.回填土容重一般取18~20kN/m3。
5.室外地坪标高建筑物室外地面标高,以建筑+-0.000标高为准。
高则填正值,低则填负值。
6.回填土侧压力系数一般取0.5。
7.地下水位标高以建筑+-0.000标高为准。
回填土刚度系数,回填土对地下室约束相对刚度比2008版回填土刚度系数m 应如何取值PKPM结构软件08版的2009年6月版本SATWE重要改动地下室侧向约束参数的说明2009年6月向所有PKPM2008版本的用户重新寄发了结构设计软件光盘。
其中SATWE等软件对地下室侧向约束参数的概念和算法作了重要改动。
(1)2009版6月之前的版本采用的参数是“回填土对地下室约束相对刚度比”A. 当该参数填负值时:表示需要约束的地下室层数,程序对这几层地下室侧向施加原层刚度1000倍的附加刚度,以达到侧向完全约束的程度。
B. 当该参数填0时:表示地下室侧向没有约束。
C. 当该参数填N(N>0)时:表示地下室各层施加了各层原层刚度N倍附加刚度,以实现有限的约束。
建筑结构PKPM通用课件
界面操作
熟练掌握PKPM软件的操 作界面,如菜单、工具栏 、命令行等,提高建模效 率。
基本元素建模
学习如何利用PKPM创建 基本建筑元素,如梁、板 、柱、墙等,并设置其属 性。
结构分析模型的建立
模型简化
了解如何对实际建筑结构 进行简化,以适应数值计 算的需要,如去除次要构 件、合并相同材料等。
边界条件与荷载
02 03
设计方法
钢结构设计包括结构分析、构件设计、连接节点设计、防 腐防火设计等步骤。设计中需要选择合适的钢材、截面形 式和连接方式。
常见问题
钢结构设计中常见问题包括荷载计算错误、截面选择不当 、连接节点设计不合理、防腐防火措施不到位等。在实际 工程中,设计师需要充分考虑这些因素,确保钢结构的安 全性和稳定性。
学习如何设置模型的边界 条件,如固定、铰接等, 以及施加荷载,如风荷载 、雪荷载等。
模型检查与修正
掌握模型质量检查的方法 ,如模型交叉检查、元素 属性检查等,并对模型进 行必要修正。
结构计算与结果分析
计算参数设置
理解并合理设置计算参数,如收敛准则、迭代次 数、求解方法等,确保计算的准确性和高效性。
计算结果查看
学习如何查看计算结果,如内力分布、位移分布 、应力分布等,并对其进行初步分析。
结果解读与评估
深入解读计算结果,评估结构性能是否满足设计 要求,并提出改进建议。
04
CATALOGUE
建筑结构设计实例
钢筋混凝土框架结构设计
设计步骤
首先进行结构分析,确定荷载和荷载组合,然后进行构件截面设 计,最后进行节点设计。
PKPM软件具备强大的结构设计功能,包括 梁、板、柱、墙等构件的设计和分析,可 根据规范要求进行自动或手动设计。
上部结构与地下室共同工作及地下室设计、人防设计
连接构造是实现上部结构和地下室共 同工作的关键环节。合理的连接构造 能够有效地传递内力和协调变形,保 证共同工作的效果。
土压力与侧向刚度
土压力和侧向刚度是影响地下室与上 部结构共同工作的关键因素。土压力 过大或侧向刚度过小都可能导致结构 失稳或破坏。
优化措施
优化地下室设计
根据工程实际情况,合理设计地 下室的平面尺寸、埋深、侧向刚 度等参数,以提高其对上部结构
在共同工作中,上部结构和地下室通过协调变形和内力分布,实现整体稳定性和承 载能力的提升。
共同工作原理要求在设计时充分考虑地下室和上部结构的相互影响,包括变形协调、 承载能力传递和内力重分布等方面。
影响因素
地下室埋深
连接构造
地下室的埋深对共同工作有显著影响, 埋深较深时,地下室对上部结构的支 撑作用更加明显,有利于共同工作的 发挥。
人防工程的重要性在于,在战争或紧急情况下,能够为人员 提供安全的避难所,保障生命安全;同时,人防工程也是国 家安全体系的重要组成部分,对于提升城市应对战争和自然 灾害的能力具有重要意义。
人防工程的设计原则
安全性
功能性
人防工程必须具备足够的安全性,能够承 受战争或自然灾害等外部因素的冲击,保 护内部人员的生命安全。
荷载分析
对地下室所承受的荷载进 行分析,包括土压力、水 压力、上部结构荷载等, 以确保结构的稳定性。
结构计算
根据荷载分析结果,进行 结构计算,确定各构件的 尺寸和配筋。
地下室防水设计
防水材料选择
选择合适的防水材料,如 防水卷材、防水涂料等, 以确保地下室的防水效果。
防水构造设计
根据地下室的实际情况, 设计合理的防水构造,如 卷材防水层、涂料防水层 等。
PKPM人防地下室结构的设计
第五章人防地下室结构的设计一、概述人防荷载需要在PMCAD的“建筑模型与荷载输入”菜单里的“荷载输入—人防荷载”子菜单中输入,输入的是作用在有人防要求的楼面上的人防荷载。
在此项子菜单里,设计人员可以对不同房间的人防荷载进行修改,也可以只在局部平面的房间布置人防。
人防工程的梁、柱、墙、临空墙的内力和配筋计算可以在SATWE 、PMSAP 、SPAS-SATWE、TAT软件中进行。
人防顶板的内力和配筋计算可以在PMCAD“画结构平面图”里完成。
人防基础的设计需要在JCCAD软件中进行,在JCCAD软件的“基础人机交互”菜单里输入人防顶板和人防底板荷载,在“基础梁板弹性地基梁法”和“桩筏筏板有限元”菜单中进行人防基础的内力和配筋计算。
在JCCAD软件的“工具箱”里可以进行单元隔墙、门框墙和窗井墙的计算。
此外,基础“工具箱”还根据《人民防空地下室设计规范GB50038-2005》(以下简称《人防规范》)的要求进行人防荷载和人防构件的计算与校核,内容十分丰富。
在SPAS-SATWE软件里可以直接导入PMCAD模型和相应的人防荷载,并进行人防构件的设计。
二、人防荷载组合与效应根据《人防规范》的相关规定,对于甲类防空地下室,人防荷载主要包括常规武器爆炸动荷载和核武器爆炸动荷载,对于乙类防空地下室,人防荷载主要包括常规武器爆炸动荷载。
对于常规和核爆炸两种武器产生的动荷载的确定,《人防规范》提供了两种方法,一种是按照动荷载的相关公式确定,另一种是按照等效静荷载确定。
在目前的PKPM 系列软件中,在PMCAD里输入的人防荷载是按照等效静荷载输入的,在JCCAD软件的基础“工具箱”里,设计人员可以根据需要选择按“公式法”还是按等效静荷载方法计算人防荷载。
1、人防荷载组合应注意的问题在采用SATWE软件进行人防工程设计前,必须在PMCAD软件中定义活荷载。
08版已经要求用户必须将活荷载单独当作一个荷载工况来处理,同时,对于需要计算人防设计的房间楼板,其上必须布置有活荷载的均布面荷载值,不能为0,哪怕是一个很小的数值。
【中国建科院】PKPM结构培训讲解(共189页)
2.梁柱施工图(分开画法)
3.梁柱施工图 (表式画法)
4.梁柱施工图 (平面表示法)
钢筋混凝土异型柱施工图
结构平面、楼板配筋图
钢结构二维、三维分析计算和优化
钢结构施工图 门式刚架
钢桁架支架
框架柱 框架梁 节点大样
平面布置
预应力结构二维及三维计算
预应力钢筋混凝土梁施工图
剪力墙施工图
840 840
350 350
斤) 7070
9900
KL-16
350 350
1'
12000
350 350
2'
KL-16 梁 钢 筋 表
3400
4
7
4 16
8 @50
3
4
2850 6300 14
?@200
9900
2300
3
5
1650
8
9
3
1450 ?@100
8
540 1050 ?@100
350 350
KL-16
11
11
3?6 1
12
13
250
14
88
15
16
4?2 7 2?2 4
17 18
19
4?2 8
总重
6?5 6
18
18 17 ?@400
18 2?4
220
200
330 330 380 330 240 330
钢筋简图
7520 7670 10670 32440 2970 12980 7200 4700 2390 2390 575 6960 200 825 9620 3800 350 11720 5400
201PKPM学习资料
竖向地震作用
4.3.15 高层建筑中,大跨度结构、悬挑结构、转换结 构、连体结构的连接体的竖向地震作用标准值,不宜小 于结构或构件承受的重力荷载代表值与表4.3.15所规定的 竖向地震作用系数的乘积。
• 梁细分后,弯矩变的平缓。
模拟施工加载次序可自动确定
• 规范条文: 《高规》5.1.8 高层建筑结构在进行重力荷
载作用效应分析时,柱、墙、斜撑等构件 的轴向变形宜采用适当的计算模型考虑施 工过程的影响;复杂高层建筑及房屋高度 大于150m的其他高层建筑结构,应考虑施 工过程的影响。
模拟施工加载次序可自动确定
232.8 158.3 232.7 -251.7 7616 7740 2563 2711.
地下室强制采用刚性楼板假定
• 可人工指定 • 地下室约束按照质量在各点分配,可以有
效解决计算内力时强制刚性楼板假定在部 分构件中引起的偏差,对周期、内力 、计 算长度系数(越层构件)都有影响。
墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点
楼层,程序默认与其上一层同时加载;
模拟施工加载次序可自动确定
楼层属性中提供:自动施工次序、指定施工次序、表式 施工次序的功能。
模拟施工加载次序可自动确定
广义层多塔各塔施工次序一致
广义层方式建模
模拟施工加载次序可自动确定
转换层和与其相接的上两层自动 为一个施工次序
3层为转换层
模拟施工加载次序可自动确定
周期-增大 墙梁剪力-减小
计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘
• 对于L型、T型等截面形式,垂直于地震作用
方向的墙段称为翼缘,平行于地震作用方 向的墙段称为腹板,翼缘可以区分为有效 翼缘和无效翼缘两部分。无效翼缘内力计 入框架,这对于结构中框架、短肢墙、普 通墙的倾覆力矩指标计算,通常更为合理。
PKPM全书一到六章
第一章 PKPM系列软件简介PKPM系列CAD系统软件是目前国内建筑工程界应用最广、用户最多的一套计算机辅助设计系统。
它是一套集建筑设计、结构设计、设备设计、工程量统计、概预算及施工软件等于一体的大型建筑工程综合CAD系统。
针对2002年建筑结构各项新规范的诞生,PKPM系列软件也进行了较大的改版。
在操作菜单和界面上,尤其是在核心计算上,都结合新规范作了较大的改进。
本章对PKPM系列软件的特点、组成及基本工作方式等进行介绍,使读者对PKPM系列软件有一个整体认识。
第一节 PKPM系列软件的发展在PKPM系列CAD软件开发之初,我国的建筑工程设计领域计算机应用水平相对较落后,计算机仅用于结构分析,CAD技术应用还很少,其主要原因是缺乏适合我国国情的CAD软件。
国外的一些较好的软件,如阿波罗、Intergraph等都是在工作站上实现的,不仅引进成本高,且应用效果也很不理想,能在国内普及率较高的PC机上运行的软件几乎是空白。
因此,开发一套微机建筑工程CAD软件,对提高工程设计质量和效率,提高计算机应用水平是极为迫切的。
针对上述情况,中国建筑科学研究院经过几年的努力研制开发了PKPM系列CAD软件。
该软件自1987年推广以来,历经了多次更新改版,目前已经发展成为一个集建筑、结构、设备、管理为一体的集成系统。
迄今在全国用户已超过10000家,这些用户分布在各省市的大中小型各类设计院,在省部级以上设计院的普及率达到90%以上。
引入该软件的单位,应用软件的水平和范围也逐年提高,设计质量及效益明显提高。
PKPM 系列CAD软件是目前国内建筑结构设计中应用最广泛的一套CAD系统。
伴随着国内市场的成功,从1995年起,PKPMCAD工程部开始着手国际市场的开拓工作,并根据国际市场的需求,相应地开发了四种英文界面的海外版PKPM系列CAD软件,这些版本包括英国规范版、新加坡规范版、香港规范版以及中国规范的英文版本。
在国际CAD软件市场竞争激烈的情况下,拓展了在新加坡、马来西亚、越南、韩国、香港等东南亚国家和地区的市场。
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• 对结构来说,刚度越大位移越小,当刚度无限大时,位 移为0。
• 所以,刚度与约束是互通的。约束强可以理解为刚度大。
目前程序采用 的约束
±0.0
建议修改后
采用的约束
地下室侧向约束的模拟刚度,应随深度而增加
• 结构的嵌固端与地下室有什么关系?
• 嵌固端是指对该点的各向位移进行完全约束,使之不能发 生任何移动。
的标志。 � 用K型约束方法考虑回填土作用时,地下室地震作用减小,
但并非没有!
地下室对总地震作用的影响
� 若地下室约束刚度比填零,则对总地震作用无影响。
� 若地下室约束刚度比大于零,则根据约束强弱调整地震 作用,约束越强,地下室地震作用考虑越少,约束非常 大时,相当于不考虑地下室地震作用。
� 若地下室约束刚度填负整数M,则对底部M层地下室的 水平位移和扭转角作完全嵌固,从而也就完全不考虑底 部M层的地震作用(M<=MBASE)。
所观察 的柱
4层地下室的超高层结构
所观察 的柱
4层地下室的超高层结构
柱剪力 柱弯矩
地下室上层,第5层的柱内力
柱剪力 柱弯矩
地下1层,第4层的柱内力
柱剪力 柱弯矩
地下2层,第3层的柱内力
柱剪力 柱弯矩
地下3层,第2层的柱内力
柱剪力 柱弯矩
地下4层,第1层的柱内力
• 由柱的弯矩、剪力随地下室楼层的变化,可以看到 弯矩在地下室楼层中急剧减小。剪力在地下室1层有 应力集中现象,导致地下室1层的剪力反而有所增 加,再往下的变化规律与弯矩的变化一致。
• 侧向约束程度应如何选择?
• 回填土对地下室的约束程序,与土质有关,实际上难以确 定。
• Satwe程序的地下室参数“回填土对地下室约束相对刚度比” 如果填3,则这个参数的含义是:回填土的约束取3倍的地 下室层刚度来模拟。
• 有时,地下室的体量、刚度本身就已经很大了,再把其放 大3倍作为土的侧向约束,则土的约束估计就偏大很多了。
协同工作分析模型
F 通过对地下室部分施加侧向弹簧约束,考虑地下室外的回
填土对结构有一定的约束作用。
F 回填土的约束与土的压缩模量有关。 F 程序采用简化方式模拟地下室的侧向约束。
地下室层数定义
地下室约束刚度定义
F 回填土对地下室约束相对刚度比:这个参数反映了侧向土对 结构侧向的约束作用。
F 约束:可以用一种刚度表示,当刚度越大,反映在结构上就 是变形越小,当刚度很大时,变形将趋于零。反过来约束加 在结构上也是这个现象。所以,约束可以用刚度来模拟。
� 《抗震规范》第6.1.14条文说明中建议: � 当进行方案设计时,侧向刚度比可采用剪切刚度比估算。
1.1。地下室的特点和约束模型
F 上部结构与地下室共同组成一个承载力体系,具有共同的位
移场,相互协调变形。
F 地下室外回填土对结构有一定的约束作用。且回填土的约束 作用从上倒下越来越强。
F 回填土只对结构的侧向变形有约束,对竖向变形没有约束。
F 由地下室质量产生的地震力,主要被室外的回填土吸收。
F 在控制结构剪重比时,不考虑地下室质量。即不考虑地下室 楼层的剪重比。
地下室的剪重比可以不予考虑 越向下约束程度越大,地震反应越小
程序仍然给出调整,但影响不大 地下室也可以不调整
水平位移的影响——有限约束 越向下约束程度越大,位移趋于0
竖向位移没有影响 竖向位移不受侧向约束的影响,所以仍然较大
• 建议应根据工程的实际情况取值。取值范围宜在0~1之间。
3。风、地震、恒活荷载作用计算
� 风荷载计算 � 无论地下室侧向约束的程度如何,地下室部分的基本风 压取为0。 � 在地上部分的风荷载计算中,自动扣除地下室部分的高 度,地下室顶板作为风压高度变化系数的起算点。 � 结构在风荷载作用下的效应(位移、内力),受地下室 侧向约束的程度的影响。
地下室侧向约束程度的变化
简化分析模型
F 1、高规5.3.7条,地下室顶板作为上部结构的嵌固端时,地 下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚 度的2倍。
F 2、地下室某一层顶板作为上部结构嵌固端。用的很少。
F 3、半地下室应从严处理,即不考虑有回填土一边的侧向约 束作用。
满足层刚度要求的简化 单边有回填土的简化
嵌固端上移的工程实例——满足层刚度的要求
分析模型的选择
� 虽然满足层刚度比的要求, 但仍然选择按共同分析 � 通过对地下室部分施加侧 向约束,考虑地下室外的 回填土对结构有一定的约 束作用。 � -K型:1-K层侧向嵌固。 � K型:地下室外加K倍主元 刚度,侧向约束。
弹簧侧移约束的图示
选择K型约束,先定义地下室层数
地下室对风荷载计算的影响
地下室顶板
地震作用计算
� 结构的地震作用效应(周期、振型、位移、内力)受地下 室侧向约束约束程度的影响。
� 由地下室质量产生的地震力,主要被室外的回填土吸收。 � 程序执行抗规(5.2.5)控制结构的“最小剪重比”时,地下
室部分也考虑在内,即自动放大地震作用。 � 注意:地下室剪重比不满足规范要求,不作为结构不合理
规范有关规定:嵌固部位如何定?
� 何为嵌固部位————能约束结构所有位移和转角(Dx、Dy、 Dz、θx、 θy、 θz )的部位,称为嵌固部位。
� 何为侧向约束————只约束结构的水平位移和整体扭转 (Dx、Dy、 θz )的部位,称为侧向约束。当这种侧向约 束很大时,也可以称之为侧向嵌固。
� 《抗震规范》第6.1.14条、《高规》第5.3.7条都规定,当 地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下室结构的楼层 侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
F 当地下室体量、面积很大时,与上部结构所占面积差异太大 ,如超大地下室、底盘等,此时可以根据上部结构的底面积 取外伸2~3跨作为地下室,并与上部结构共同分析。
定义地下室
定义侧向约束
竖向位移协调
传基础力更合理
F 上部结构与地下室共同分析,对超大地下室采用局部地下室 与上部结构共同分பைடு நூலகம்,对于传基础荷载也是可行的。
协同工作模型 加约束
1.2。水平荷载作用及变形特征
F 风荷载计算均扣除地下室的高度。地下室是否约束、约束的 程度与风荷载(外力)计算无关。
F 程序自动考虑:1。地下室部分的基本风压为零;2。在地上 部分的风荷载计算中,自动扣除地下室部分的高度,地下室 顶板作为风压高度变化系数的起算点。
F 结构在地震作用下的反应(周期、振型、位移、内力)受地 下室外的回填土约束程度的影响。
在水平力作用下地下室约束的变形特征
1.3。竖向荷载作用及变形特征
F 对于一般结构而言,地下室外的回填土约束对竖向荷载作用
几乎没有影响。
F 当地下室出现悬挑结构,则地下室外的回填土约束对竖向荷 载作用有一定影响。所以,地下室不应有悬挑结构。
F 地下室与上部结构整体分析,是首选。因为竖向变形的协调 是非常重要的。
上部结构与地下室共同工作及 地下室设计、人防设计
邵弘
1。地下室结构的特点 2。分析模型 3。风、地震、恒活荷载作用计算 4。地下室抗震控制 5。地下室外墙平面外设计
1。有地下室结构的特点和变形特征
� 上部结构与地下室组成一个承力体系,具有共同的位移 场,相互协调变形。
� 地下室外的回填土对结构侧向有一定的约束作用。 � 地下室楼层侧移刚度通常较大。
F 分开计算,将导致竖向荷载局部的不协调性,与整体分析将 产生差异。
2。分析模型
� 简化的分离模型(有条件的): � 将上部结构与地下室分开,分别设计计算。 � 按规范确定嵌固层作为二者分界。
� 共同工作分析(无条件的): � 将上部结构与地下室作为一个整体,考虑共同作用,采 用如下两种方式之一来考虑地下室外回填土对结构的约 束作用。 � 方法1:地下室水平位移的侧向嵌固(-K法)。 � 方法2:地下室水平位移的有限(弹簧)约束(K法)。
有一定影响,在计算中由程序自动反映这一特点。
地下室的约束传力
• 地下室的侧向约束是如何影响水平力传递的?
• 当地下室侧向施加约束时,水平剪力将随着约束而减 少,约束越强,上部结构传到地下室的剪力越小,直至 为0。即,约束刚度将吸收剪力。
上部结构传到地下 室顶面的剪力
侧向约束传到 土体内的剪力
上部结构传到 地下室的剪力
地下室刚度很大 土约束不住
规范本意,嵌固端对上部柱 产生的塑性铰形式
• 由于不能保证塑性铰一定出现在±0.0处,可以把嵌固端与预 设塑性铰的设计概念区别开来。
• 结构预设塑性铰,可以通过构造、配筋等来假定。
• 结构嵌固端还是应设在基础顶面。即,考虑上下部结构的共 同作用。
嵌固端取在 地下室底面
• 地下室与上部结构共同建模分析与侧向约束的关系?
满足层刚度要求的简化 嵌固端上移
单边有回填土的简化 不考虑土的侧向约束 作用
地下室层刚度的计算 第2层(地下1层)的结构平面
第3层的结构平面
采用第3种层刚度的计算方法时,应先不设地下室层数
查看所计算的层刚度及层刚度比值
第2层层刚度(5.6、5.9)大于第3层层刚度(1.7、2.5) 的2倍,满足规范要求,所以可以把第3层底作为嵌固端。
不同地下室侧向约束刚度比下的地震作用示意
A
B
地下室顶板
C
恒活荷载作用计算
� 正确理解(-K法)嵌固的含义(水平嵌固;竖向可变形)。 � 地下室部分竖向构件的轴向变形和转动会导致上部结构恒
活作用内力的重分布。 � 对于一般规则结构,地下室外的回填土约束对竖向荷载作
用影响很小。 � 对于不规则结构,地下室外的回填土约束对竖向荷载作用
� 《高规》的“宣贯培训材料”(P5-12)建议:当刚度比不 满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时,有条件可增加地 下室楼层的侧向刚度,或者将主体结构的嵌固部位下移至 符合要求的部位。